电吹风集风嘴注塑模具设计

电吹风集风嘴注塑模具 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 【摘要】:此模具设计对象为电吹风集风嘴，通过对设计对象进行扫描以及相关测量，数据记录后，建立立体模型，在塑件模型的基础上对其作出相应的注塑模模具设计，包括塑件元件、分型面、浇口、流道等。并画出对应的零件图和总装图。设计中以ABS为原料，使用一模两腔，并对模具各部分零件进行设计与计算，主要包括：浇注系统的设计，成型零件设计，脱模机构设计，冷却机构设计，导向机构设计。模具是通过侧向抽芯形式，保证顺利脱模。【关键词】:注塑成型；模具设计；InjectionMoldDesignOfElectricHairDrierCollectingNozzle【Abstract】:Themolddesignobjectsfortheelectrichairdriercollectingnozzle,throughscanningandmeasurementofdesignobjects,datarecords,establishmodelplasticmodelonthebasisofthedesignofinjectionmold,plasticcomponentsareincluded,parting,gate,runner,etc.AnddrawthecorrespondingGeneralAssemblydrawingsandpartsdiagram.DesignwithABSasrawmaterials,withtwocavityinoneplat,designandcalculationofmoldparts,includes:designofgatingsystem,formingpartdesign,moldreleasemechanismdesign,coolingdesign,guidedesign.Moldisthroughtheformofsidecore-pulling,ensuringasmoothrelease.【Keywords】：injectionmolding;Molddesign;1前言1.1注塑模具的概述在日益发展的生产力下，模具产业也在不断的发展更新换代。科学技术的进步带动着模具产业不断的进步。而注塑模具占模具产业的一大部分，注塑制品在全部模具制品的产量中的比例占了三分之一以上，并且注塑模具在全部塑料模具中的比例占了近二分之一，这都体现出了注塑模具在模具产业的国产化中占有很高地位[1]。注塑模具是将塑料成型制品在特定形状中复制出的一种工具。其通过注塑机料筒将塑料塑化成塑料熔体，塑料熔体经注塑机喷嘴注入成型模腔，通过保压和冷却，最终完成塑料制件的固化。1.1.1我国注塑模具的发展状况在塑料模具工业的不断发展下，我国模具水平从五十多年前的开始到现在的规模壮大，有很大的进步和提高。在今年的进口模具中，人们对精确性高、大型、构造繁复、有高寿命的模具的需要量越来越多，针对这方面的变化，为促进我国注塑模具的发展，从降低引进数目等方面考虑，此种高端模具于市场占有比例将不断提高[4]。塑料工业与国民经济一同增长，企业技能设备、市场开发实力等方面在经济的加强下显出了对应的提升，与此同时，针对注塑成品的体系售后随经济的增长有了更高的需求，给注塑工业取得良好的成长和有利的机会。目前，我国注塑工业已具有超过400万吨的加工实力，并且单机注塑加工量的规模从4万克提高到了5万克,估计有望高出6万克[5]。我国注塑工业同第三世界国家相比处于领先位置，已然可以在大致上满足我国注塑工业的加工量，但总的技术程度同国际上发达国家相比仍然落后许多。计算机辅助设计的运用对生产效能的提高，设计生产的成本的降低提供了很大帮助，但虽这样，我国在注塑模具的方面相比发达国家依然存在短板。1.1.2国外注塑模具的发展状况1940年，随着第二次世界大战出现，导致对市场上价廉及大规模生产产品的需求增大。1946年，詹姆斯德利造出首台注塑机，生产产品的精确性和速率得到提高。1951年，美国开发出首台螺杆式注塑机，并且这种装备至今仍被使用。在20世纪70年代，亨德利研制出首个气体辅助型的成型技术，可以生产繁复中空的产品，并使其迅速冷却。这大大提高了其设计灵活性及力量与终点制造的部件，降低了生产成本，减少了生产时间与浪费。这些年，随着日常用品、家电等行业的不断开发，加快了注塑成型技术的前进速度。注塑模具的发展方向朝着复杂、多功能、高精度、高自动化、高效率、高自动化及节约能源，降低成本的目标前进。很多发达国家注塑模型型腔精度达到0.001~0.005mm,模具标准化程度达到70%~80%[6]。1.1.3我国注塑模具存在的问题及未来发展我国的注塑工业虽然在第三方国家中名列前茅，但与德国等发达国家相比依然有很大差距，其大体体现几点：（1）国内自配率低下，呈供过于求与供小于求两极分化，中低端模具需求量远高于中高端模具，模具的精密度、使用周期、生产成本等仍低于众多发达国家。（2）缺乏具有模具开发能力的精英，对于模具的研究发展和技术付出不足。很少有产品的独立研制的实力，缺少能与国际竞争的著名产品，大部分产品通过仿造，仅仅能做到相对的“国产化”。（3）工艺装配水平过低，导致众多需修复的现象，从而钳工占大多数。（4）规模化生产和设计的水平不足，商品化的能力缺乏。（5）生产材料的性能低，没有足够支持的技术，对产品成本和加工周期上影响明显。我国注塑模具的未来发展：为拉进我国注塑模具与发达工业国家的差距，朝精密、大型和小型的方向发展势在必行。通过对中高端模具的开发，技术水平的提高，改进现在的问题与缺陷；其次，加大力度投入热流道技术，保证塑件的生产率和质量稳固提升；在确保产品质量的基础上着力发展气辅模具[8]；尽可能在材料的选用上采用优异及对应高端的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面处理技术的使用；在环境方面加强节能环保[9]。2电吹风集风嘴的工艺性 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 2.1概述本设计是以电吹风集风嘴为对象，设计起初是对塑件的实体进行扫描，获取塑件实体的点云数据，通过UG软件进行曲面混合，点云处理，建立三维立体模型。通过三维模型进行模具设计，设计包括塑件的收缩率，分型面，成型零部件等。本节对电吹风集风嘴的工艺性分析，确定文中的电吹风集风嘴收缩率质及密度。使用UG软件对体积计算,合理设计电吹风集风嘴型腔分布及数量，并选择电吹风集风嘴对应的注塑机型号。2.2塑件分析（1）结构分析如图2-1为塑件的三维图。该塑件外表面有侧凹，底部有槽，以ABS为材料，不需要过长的熔融时间,结合塑件的外形，本套模具使用侧浇口。在保证塑件精度的同时加强了电吹风集风嘴的效能。图2-1塑件三维图（2）成型工艺分析1）尺寸公差：查阅《塑件精度等级选用表》,根据塑件表面的粗糙度 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，使用ABS-5级的精度等级。2）根据测量，电吹风集风嘴的平均壁厚为2mm，壁厚比较均匀。3）脱模斜度：由于塑件需要一定的脱模斜度才能方便取出塑件，所以通常在塑件表面平行于脱模的方向上设置脱模斜度。因该塑件本身具有斜面，对脱模斜度要求不高，故型芯采用0.5度脱模斜度，型腔采用1度脱模斜度。2.3塑件材料的确定塑件材料选用ABS。ABS是目前使用最多的化合物，其具有无毒、无味的特征，其密度范围在1.01到1.06g/cm3，收缩率范围在0.4到0.6%。ABS耐高温、抗腐蚀，化学性能良好。ABS良好的物理性能让它不会因普通的打压而变形，其具有的耐低温性和保温性保证了温度能缓慢变化。ABS的硬度高，与一般材料相比在硬度方面有着良好的优越性。2.4材料主要特性和技术指标（1）ABS主要特性ABS的温度与粘度呈正比例提高，成型时压力增大。模具温度高能提高熔体充模的易度。对于精度要求较高的塑件，将模具温度控制在50度到60度。（2）ABS的技术指标如表2-1所示表2-1ABS技术指标2.5电吹风集风嘴的体积计算和型腔的分布2.5.1体积与质量根据UG对电吹风集风嘴的测量得塑件的体积为：V=18.07cm3根据已知密度ρ=1.05g/cm³算出质量：M=18.97g综合ABS特质，电吹风集风嘴的尺寸精度、构造、成本等方面，本设计中选用一模两腔的设计方式。模具单次循环注塑中加工两个塑件，算得塑件的总质量：M总=2×18.97g≈37.94g2.5.2型腔布局型腔的选择影响分型面、流道和脱模机构的选用方式。如图2-5所示，型腔使用一模两腔平衡式浇注。多型腔的选择可以提高塑件加工效率，节约成本，提供良好的使用性能。图2-5型腔布局2.6注塑设备的选择和主要参数的确定2.6.1电吹风集风嘴注塑机的选择选择一模两腔，注射量最低为37.94g，按照经验流道水口废料的质量为注射量的0.2-0.3倍。根据对此塑件的分析，取最大值0.3倍。预算流道水口废料在10g左右，总体注塑量为47.94g，综合考虑总体体积不大，初步选定注塑机的型号为XS-ZY-125，并进行校核。2.6.2电吹风集风嘴注塑机的详细参数XS-ZY-125注塑机的参数如表2-6:表2-6注塑机参数2.7注塑机重要参数的校核2.7.1注塑量校核注塑机的最大注塑量需高于塑件体积，最大注塑体积:V塑≤aV注（2-1）式中V塑：最大注塑容量,cm3；V注：电吹风集风嘴浇注系统的体积,cm3；a：容量注塑的比例系数，通常为0.7-0.9，此处取0.8。对注塑量进行校核：通过UG软件的测量得：V模≈18.07cm3,V塑=2×V模+V浇=2×18.07+10≈46.14cm3（2-2）V注≥V塑/0.8=46.14/0.8≈57.675cm3（2-3）设计中选定的注塑机容量为125cm3>57.675cm3,，符合要求。2.7.2电吹风集风嘴注塑压力注塑压力检查的选择中应考虑塑件注塑压力低于注塑机最大注塑压力。塑件电吹风集风嘴为ABS材料属性,塑料熔体流动性较好，塑件形状简单。确定电吹风集风嘴需要的注塑压力为90MPA。型号XS-ZY-125的注塑机最大注塑压力为125MPA，符合要求。2.7.3锁模力校核注塑机的锁模力Fn需大于额定扩张的合模力，以避免涨膜或溢模情况的发生。（2-4）式中：T：注塑机的锁模力；K：安全系数，取1.1到1.2；为保证安全，此处取最大值1.2A：投影面积，通过UG软件测量得：A=3988mm2Pc：成型压力，在此Pc取30MPa。而XS-ZY-125注塑机的锁模力T=900KN>143.57KN，故锁模力符合要求。2.7.4电吹风集风嘴开模行程校核模具开模后需有足够开模距离使得电吹集风嘴制件可以取出，开模行程在设计中指模具开闭时动模与动模板产生的位移量。（2-10）式中H1：模具的推出距离H2：浇注系统长度和零件的高度本设计中，Smax=130，H1=50mm，H2=70mm经计算130mm≥50mm+70mm+5~10mm，符合要求。3分型面的选择 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分型面的选择好坏决定塑件能否顺利脱模，其最基本原则是以塑件最大轮廓断面为分型面。分型面初步设计方案如图3-1所示：方案一将电吹风集风嘴的对称面作分型面，加工过程中通过侧向抽芯，脱模后取出塑件，但上部曲面会有所破坏。方案二将电吹风集风嘴的对称面及底面作分型面，通过型芯对下端槽加工，成形后通过上下，左右开模结束电吹风集风嘴加工。结合考虑，采用方案二。4电吹风集风嘴浇注系统设计注塑模具的浇注系统是熔融材料从喷嘴至型腔前的流动道路。浇注系统的设计是否合理将导致塑件的构造与质量好坏程度不同。设计浇注系统是在注塑模具的设计中的关键步骤。4.1电吹风集风嘴主流道设计1）小端计算：d=喷嘴口径+0.5=3.1+0.5=3.6mm(4-1)2)球面半径SR计算：SR=喷嘴直径+1=12+1=13mm(4-2)3)主流道长度应尽量短，控制在60mm以下，此处初步选60mm计算大端直径：D=d+2×Ltanα=3.6+1×60×tan3°≈6.9mm(此处锥角α取3°)（4-3）4.2电吹风集风嘴浇口套设计4.2.1电吹风集风嘴浇口套设计浇口套又叫灌嘴，是将塑料通过注塑机喷嘴进到模具里的流道组合部件。本设计中浇口套为圆锥形，能让熔融后的液体在管道内通畅以及方便将冷却完的材料取出。浇口套的锥度在2~3度之间，内表面粗糙度Ra≈0.63μm。4.2.2浇口套的固定形式本设计将定位环与浇口套的布局分开。使用2-M6螺丝将其稳固在定模座板，其示意图如图4-1所示：4.3电吹风集风嘴分流道设计在设计分流道时要尽可能减少压力和热量的损失，在合理设计的基础上使用最短的距离。4.3.1分流道的设计当熔体从主流道稳定的流经各分道从而进入浇口的道路叫作分流道，在这期间作到分流与控制方向的作用。分流道的设计需要将流经损失降低到最低的程度，减少熔体温度在流道内的变化,注重降低分流道容量及压力均匀。综合上诉要求，如图4-2所示初步对分流道的布局进行设置。图4-2分流道布局本设计中根据模具结构，分流道的长度较短，在设计中取长度为L=40mm。分流道的截面形状的选取应考虑是否有较高的分流效率、易于加工且有良好的流动性。综合各方面考虑本设计选用圆形截面。4.3.2浇口的尺寸浇口也叫作进料口，位于浇注系统的末端，夹在型腔与分流道之间的小入口。浇口的设计是否合理决定电吹风集风嘴制件的好坏。因侧浇口的加工方便、形状简单，能提高塑件的生产效率，综合考虑本设计中使用侧浇口，其形状示意图如图4-5所示。图4-5浇口流道浇口深度一般取h=0.2～0.8mm，浇口长度L=0.5～1.0mm，本设计初步方案选择长度=1mm，深度=0.5mm，之后根据实际问题进行调整。4.4冷料穴冷料穴的作用是防止由于喷嘴和模具接触时产生冷料堵住浇口和流入型腔，与此同时还有拉取凝料的功能。通常冷料穴同拉料杆组合使用，本设计采用倒锥形与主浇口相结合的拉料杆。5电吹风集风嘴模具成型零部件设计5.1电吹风集风嘴型腔设计型腔的结构设计可以有组合式和整体式两个类型。整体式型腔有较高的强度，可使材料具有良好抵抗受力变形的功能。综合考虑模具结构比较简单，外表面要求简单，不需要难度，设计中采用整体式型腔。5.2电吹风集风嘴型芯的设计型芯是处于成形塑件内表面的工作零件，因为本塑件深度较大，为了便于加工，达到设计要求，所以本设计中采用组合式型芯。5.3成型零部件工作尺寸塑件完工的好坏取决于塑件的精度和外形。以下对成型零部件的工作尺寸进行计算。型腔的径向尺寸计算：(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)式中：k：平均收缩率k=(0.004+0.006)/2=0.005；L塑：零件外径尺寸；x：修正系数（一般取1/2~4/5，此处取3/4）；Δ:塑件公差值（查《模塑件尺寸公差表》Δ1=0.86，Δ2=0.64，Δ3=0.56，Δ4=0.50;:成型零件加工误差，此处取Δ/3。型腔的深度尺寸计算：（5-5）（5-6）（5-7）（5-8）式中：：平均收缩率:k=(0.004+0.006)/2=0.005;H塑:零件外径尺寸；x:修正系数（一般取1/2~4/5，此处取2/3）；Δ:塑件公差值（查《模塑件尺寸公差表》Δ1=1.00，Δ1=0.64，Δ3=0.64，Δ4=0.24；:成型零件加工误差，此处取Δ/3。型芯的径向尺寸计算：（5-9）（5-9）式中：l塑：零件外径尺寸；X：修正系数（一般取1/2~4/5，此处取3/4）；Δ：塑件公差值（查《模塑件尺寸公差表》Δ1=0.74，Δ2=0.74；：成型零件加工误差，此处取Δ/3。型芯的高度尺寸计算：（5-10）（5-11）式中：h塑：零件外径尺寸；x：修正系数（一般取1/2~4/5，此处取2/3）；Δ：塑件公差值（查《模塑件尺寸公差表》Δ1=0.24，Δ2=0.28；：成型零件加工误差，此处取Δ/3。6脱模机构的设计6.1概述在结束注塑动作后，制品冷却成型，因为收缩了体积，在型芯中产生包紧力，当其从模具中推出时，要克服由包紧力产生的摩擦力。对无通孔的筒、壳类塑件，推件推出时还要克服大气压力。在注塑成型中，从模具中无破损的推出冷却固化后的塑件和浇注系统凝料的机构叫作脱模机构。无破损指塑件被推出时不变形，无顶白，推杆位置不影响制品美观，在推出塑件时不产生安全事故[13]。6.2顶出机构顶出机构由推出零件、推出导向零件、复位零件构成。由于电吹风集风嘴为薄壁，壳体类零件，塑件表面要求较高，不允许留下推出痕迹，所以采用推件板推出。推件板推出机构有较大的工作面积，使得推件板推出的力匀称有力，运行稳固，于塑件上无印痕留下。推件板推出行程低于导柱工作端面，防止滑脱。图6-1顶出示意图7冷却系统的设计7.1冷却水道的工艺冷却水道的工艺设计原则：1、模具温度在允许范围内可提高准确率，加快成型速度。2、选用匹配的回路防止不能及时降温导致塑件过热变型塑件变形。3、管道大小改变幅度不得过大，预防其在存储和使用的过程中发生变形。7.1.1冷却水道直径计算在设计时模具温度的分布于水道的直径有关。计算冷却水的体积流量：（7-1）式中W：单位时间内注射入模具内的树脂质量，kg/h；：冷却水的密度，kg/m3；T1：冷却水入口处温度，°C；T2：冷却水出口温度，°C；C：水比热容，J/(kg·K)；由上诉得出的冷却水体积流量，其体积流量在0.0035m/min时，为使冷却水处于湍流状态，冷却水管道取直径取d=6mm，冷却水流速v=1.66m/s。使用两条直通式水路和一条阶梯式水路，保证良好的散热效果。7.2冷却水道结构设计结构中的冷却水道能使模具在制造塑件过程中降低温度。本设计中的冷却水到直径为6mm，布置在模具的型腔与型芯中。使用密封片接连固定板，冷却水道分布于零件的四周以保证更好的散热功效。图7-2冷却水管示意图7.3排气系统的设计该模具尺寸不大，采用间隙排气的方式，无需另外开设排气槽。8侧向分型与侧向抽芯机构8.1原理注塑机只可实行开合的模具动作，在开模运动时由于塑件中有凹凸等不规则构造而被堵住导致脱模失败。对于这种情况要将原本方便的开合动作通过模具的结构改变为侧向抽芯运动，从而让模具内对应的零件能一并在开模时作侧向运动，最后完成塑件的脱模[15]。8.2组成通常通过成型部件、运动部件、限位部件、传动部件等构成，保证侧滑块能顺利完成脱模动作。在本次设计中使用4个方向的侧向抽芯，左右2个滑块。前后侧向抽芯机构选择为瓣合式，左右四个斜导柱形式的脱模结构。8.3抽芯距S抽芯距是型芯由电吹风集风嘴的成型位置抽到无阻滞脱模方位时，与抽芯位置所运动的距离[16]。抽芯距的计算方法是型芯由成型位置到无阻滞脱模位置并加2~3mm余量，这里取29+3=32mm。29为塑件最大外圆半径。8.4滑块的设计滑块是斜导柱机构中的可以移动的部件，滑块和侧型芯有两种式样，分别为组合式和整体式。因本次塑件的抽芯距偏大，综合考虑将滑块与侧型芯作组合式，保证塑件抽芯的合理。滑块和导柱的通过H7/h7精度配合。滑块构造示意图如图8-1：图8-1滑块8.5斜导柱倾斜角α的确定斜导柱侧向分型与抽芯机构中斜导柱与开模方向的夹角成为斜导柱的倾斜角α，α的大小影响斜导柱的有效工作长度、受力状态等[17]。在本次模具设计中，因抽拔力较低，但抽芯距离较长，结合所诉选用较大倾角α=18°。9模具机构零部件的设计9.1相关机构零件主要详细介绍导向机构和起支承功能的零部件，支承功能的零部件含有动定模板、动定模座、支承板等组成[18]。9.1.1支承作用的部件支承件主要包括有垫块、支承柱、模座等。垫块为动模支撑板和动模座板中产生推出机构要求的运动空间。支撑柱可在垫块跨距较大时提供足够的刚度和强度。9.1.2动、定模板动、定模座板是与注塑机固定模板相接连的模具底板。其在注塑成型阶段有传递锁模力和承受成型压力的功能。为确保塑件能完全置于里面，通常一半位于动模板一半位于定模板。9.1.3螺栓螺栓配合螺母能将被接连的零件或者结构件连接起来，本设计中选取常见的六角头螺栓，螺栓配合上螺母将下模座、垫板和动模板接连，使其紧固并便于拆卸[19]。9.1.4支承钉主要作用是固定支撑，布置于推杆下，位于动模座和推杆固定板间，本设计中支撑钉选用5mm的厚度。9.2合模导向机构合模导向机构包括导柱导套合模机构及精定位合模机构。其中导柱导向机构的功能有：1、确定零件的位置。2、导向功能，保证推杆定向运动。3、方便装配及调动。4、在加工与安装流程中确定位置。5、承受一定的侧部压力。结合本设计的模具构造，综合考虑选用导柱导向机构确保相关的尺寸和精度正确。导柱的示意图如图9-2所示，导套的示意图如图9-3所示。图9-2导柱示意图图9-3导套示意图本设计中选用4根带头导柱，四周布置。其具有简易的结构，可便于生产加工，导柱长度高于动模具，以便精确确定位置。导柱和导套要求耐磨和有较高硬度，结合考虑使用T8A材料淬火处理，表面硬度为50-55HRC。导柱与模板通过H7/k6精度配合，导柱与导套通过H8/f7精度配合。10模具零部件材料选择10.1模架的确定要使成本节省和便于模具加工，本设计中的模架使用标准模架。结合以上的计算采用型号GCI-3040-A75-B80-C110的标准模架。标准模架图如图10-1所示。图10-1标准模架10.2模具的选材及热处理要求模具的选材须符合选材的一般原则，所选材料应有足够的使用性能，良好的工艺性能，保证供应及经济性合理等。本设计零部件选材及热处理如表10-1：表10-1零部件的选材及热处理10.3模具工作原理工作原理：塑料先在注塑机的底部进行加热于料筒内经热处理熔融，随之经注塑机螺杆的推动，通过注塑机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在此期间冷却并硬化成型。模具开模时动模先向上运动，斜导柱跟随联动也向上运动，滑块由斜导柱带动下往两边分开。随上模移动后，滑块从塑件后分离，注塑机由下模座板中心孔，将塑件通过推板的推杆推出，塑件与浇口从主型芯中脱离，整个注塑流程结束。合模的工作流程正好开模时相反，通过复位杆的功能将所有零件还原至初始地方。本次设计最终完成的CAD图：11总结本次对电吹风集风嘴进行注塑模具设计，模具结构较简单，表面精度要求一般。基于CAD电吹风集风嘴的注塑模具设计，采用一模两腔两板式。浇注系统的构造使用平衡式，不需较长的熔融时间，结合塑件的外形特点，本设计中模具使用侧浇口，保证零件的精度的同时加强电吹风集风嘴的效能。由于塑件为薄壁，壳体类零件，因此采用推件板机构推出，可保证推出后外观几乎不留痕迹。参考文献PAGE18